发动机润滑油变质常见原因
分析技术
1. 润滑油变质分析及添加剂分析
使用FTIR实施润滑油变质分析 使用GC进行润滑油中稀释燃油含量分析 添加剂元素、磨损金属分析
2. 润滑油分析方法的应用
SPM技术实现润滑表面的观测
润滑油的FTIR、GC和ICP-MS分析1. 润滑油变质分析及添加剂分析
分析项目（元素） 所需系统 标准 变质 氧化值 FTIR ASTM E2412 硝化值 磺化值类产物 污染物 水 FTIR ASTM E2412 烟炱 汽油 GC ASTM D3525
ASTM D7593FTIR ASTM E2412 柴油 GC ASTM D3524
ASTM D7593FTIR ASTM E2412 冷却剂（B、Na、K） ICP-AES ASTM D5185 FTIR ASTM E2412 防冻剂（Na） ICP-AES ASTM D5185 粉尘（Si） 密封材料（Si） 磨损 金属（Al、Fe、Cu、Cr、Ni、Zn等） ICP-AES ASTM D5185 添加剂 抗氧化剂（Zn、Cu、B） ICP-AES ASTM D4951 FTIR ASTM E2412 抗磨剂（B、Cu、K、S、Zn等） ICP-AES ASTM D4951 FTIR ASTM E2412 洗涤剂抑制剂（Ba、Mg、Ca等） ICP-AES ASTM D4951 缓蚀剂（Ba、Zn） 防锈剂（K、Ba） 摩擦改进剂添加剂（Mo）
使用紧凑型FTIR实施润滑油变质分析
使用GC法快速分析发动机润滑油的中稀释燃油的含量
根据ASTM D5185要求，对废旧润滑油中的添加剂元素、磨损金属和污染物进行分析 根据ASTM D4951要求，对润滑油中的添加元素进行分析使用ICP-AES分析废旧润滑油中的添加剂元素、磨损金属和污染物
海报下载 利用多种分析仪器对润滑油变质的详细分析 ［摘要］ ［标准］
可以下载一张海报，详细介绍润滑油劣化分析和添加剂分析的一些示例。
发动机润滑油在车辆、工程机械、船舶、飞机和其他内燃机或涡轮发动机设备的润滑、冷却、清洁和防锈方面发挥着重要作用。随着润滑油使用性能的恶化，其润滑性能将下降，发动机内部可能产生磨损，从而导致使用寿命缩短和潜在故障。由于物理和热反应引起的油组分和添加剂的分解和化学变化，以及金属磨损颗粒和混合燃料的污染，润滑油会变质。因此，建议在润滑油的整个使用寿命内对其进行分析，以评估其质量、效用和剩余使用寿命。这些分析可通过多种仪器完成，包括FTIR、GC和ICP-AES。
ASTM E2412-10、 ASTM D7593-14、 ASTM D5185-18、 ASTM D4951-14
ASTM E2412-10、 ASTM D7593-14、 ASTM D5185-18、 ASTM D4951-14
发动机油等润滑油通过在基础油中添加添加剂来提高性能。添加剂在滑动部位的金属表面形成吸附膜（摩擦膜），减少摩擦和磨损，但是通常很难对润滑油形成的薄膜进行分析。因此，在润滑油开发时，为了确定添加剂的种类及其浓度，有时需要反复进行实车试验和发动机试验等设备试验，时间和成本消耗成为一项重要课题。 高分辨率扫描探针显微镜SPM-8100FM仅需500μL润滑油，即可以分子分辨率分析与润滑油接触的金属表面。用实验室规模的材料试验代替开发初期的筛选，有望成为一种加快润滑油开发的新方法。 添加剂作用的示意图 对SPM的期望2. 润滑油的分析应用
通过SPM实现润滑表面的可视化
氧化铁膜界面的表面形状分析 PAO 表面没有被磷酸酯的吸附膜覆盖，颗粒的轮廓清晰。 PAO+磷酸酯（200 ppm） 表面被磷酸酯的吸附膜薄薄地覆盖，颗粒的轮廓不清晰。 润滑油-氧化铁膜界面的力学响应分析 PAO 可以观察层结构。 PAO + Phosphate Ester (200 ppm) 层状结构的消失表明PAO分子不与氧化铁膜表面直接接触，而是氧化铁膜表面被磷酸酯的吸附膜覆盖。 Expected molecular model 1 与氧化铁膜表面接触的PAO分子呈并列平行排列，形成多层结构。 Expected molecular model 2 PAO分子不与氧化铁膜表面直接接触，未形成层结构。 （来源: Tribology第64卷第11号（2019）森口、粉川、辻本、笹原、大西:基于调频原子力显微镜的固液界面结构分析]分析示例-润滑油形成的磷酸酯吸附膜的结构分析-
参考文献 S. MORIGUCHI, T. TSUJIMOTO, A. SASAHARA, R. KOKAWA & H. ONISHI：Nanometer-Scale Distribution of a Lubricant Modifier on Iron Films: A Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy Study Combined with a Friction Test, ACS Omega, (2019).
相关标准 ASTM D6481(2019) Standard Test Method for Determination of Phosphorus, Sulfur, Calcium, and Zinc in Lubrication Oils by Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectroscopy ASTMD7751 (2016) Standard Test Method for Determination of Additive Elements in Lubricating Oils by EDXRF Analysis 润滑油元素检测用途 润滑油中残损金属元素的分析: 基于金属成分的组成及在油中的积聚速度可以判定机器组件的失效周期和磨损程度，可识别润滑油是否已经开始分解或机械组件如发动机是否出现磨损以及磨损的部位。零件磨损元素主要有：Fe，Cu，Cr，Al 外来污染组分进行监控：灰尘和泥土中带入的元素：Si 润滑油主要添加剂元素有：P，Zn EDX在该应用领域的特点 可同时测量多种元素，检测范围从Na~U，ppm~% 可直接分析润滑油，几乎无需样品制备，倒入样品杯后即可开始测量 测量速度快，几分钟内可得到结果 应用报告请见附件 废油的定量分析 润滑油中多种微量元素的X 射线荧光分析EDX用于润滑油的分析
(一种用能量色散X射线荧光分析仪测定润滑油中磷、硫、钙和锌的标准试验方法)
(一种用EDXRF分析仪测定润滑油中添加剂元素的标准试验方法)
